Главная страница » Электрика в театре » Фильтрация и сравнение активных и пассивных лс фильтров изучения

1 ... 33 34 35 36 37 38

Таблица А-S

Значения элементов для лестничных НЧ прототипов без потерь с граничной частотой 1 рад/с, нагруженных с двух сторон сопротивлением R=0,5 Ом* с характеристиками Баттерворта (Б), Чебышева (Ч), Томсона (Т). Элементы фильтров Чебышева даны для двух значений амплитуды пульсаций Да *

Элементы на рас. А-За (четные) а fihff (нечетные)

п

1-г

. с7

3.3461

0.4483

3.2612

0.7789

1.1811

3.1868

0.8826

2.4524

0.2175

3.1331

0.9237

3.0510

0.4955

0.6857

3.0938

0.9423

3.3687

0.6542

1.6531

0.1412

3.0640

0.9513

3.S532

0.7512

2.2726

0.3536

0.4799

3.0408

0.9558

3.6678

0.8139

2.6863

0.5003

1.2341

0.1042

Э

3.0223

0.9579

3.7426

0.8565

2.9734

0.6046

1.7846

0.2735

0.3685

3.0072

0.S588

3.7934

0.8864

3.1795

0.6808

2.1943

0.4021

0.9818 0.0825

1.5132

0.6538

ч

2.9431

0.6503

2.19Q3

йа=а,5 дб

1.8158

1.1328

2.4881

0.7732

3.2228

0.7645

4.1228

0.7116

2.3197

1.8786

1.1884

2.7589

1.2403

2.5976

0.7976

3.3055

0.7899

4.3575

0.8132

4.2419

0.7252

2.3566

В

1.9012

1.20S3

2.8152

1.2864

2.8479

1.2628

2.6310

0.8063

3.3403

0.7995

4.4283

0.8341

4.4546

0.8235

4.2795

0.7304

2.3719

1.9117

1.212-7

2.8366

1.2999

2.8964

1.3054

2.8744

1.2714

2.6456 0.8104

3.4774

0.6153

2.8540

ц

3.7211

0.6949

4.7448

0.6650

2.9936

лс=7 дб

3.7916

0.7118

4.9425

0.7348

4.8636

0.6757

3.0331

3.8210

0.7182

5.0013

0.7485

5.0412

0.7429

4.9004

0.6797

3.0495

2.6180

0.1910

т

2.1156

0.2613

0.3618

ГВП 1С пца пвствлнном токе

1.7893

0.2461

0.6127

0.0530

1.5686

0.2217

С.6456

0.1015

0.1393

1.4102

0.1999

0.6196

0.1158

0.2894

0.0246

1.2904

0.1821

0.5797

0.1171

0.3497

0.0542

0.0735

1.1964

0.1676

0.5395

0.1135

0.3685

0.0683

0.1684

0.0142

1.1202

0.15S8

0.5030

0.1081

0.3SB0

0.0744

0.2195

0.0336

0.0453

1.0569

0.1460

0.4710

0.1024

0.3586

0.0763

0.2456

0.0450

0.1100 0.0925

п

i-з

с'е

с'в

1.9 с\о

Элвмднты на рас.А-30 (нечетныр) и А-а (четные)

Перепечатано с разрешения автора из работы [101].


> <

н

п-четнве л-нечетное Рис. А-5. Схемы цепей для табл. А-4 и А-5



п-четное п-нечетное Рис. Л-€. Скемы пеней для табл. А-4 и А-5



Таблица А-4

Значения элементов для лестничных эллиптических НЧ прототипов без потерь, нагруженных с двух сторон сопротивлением Rl=1 Ом (случай с для чегных вариантов)*

Элемента на рас. А-5

Ц

1.05 1.10 1.Z0 1.?0 2.00 t.65 1.10 1.20 1.50 2.00

1.DJ-1.10 .20 1.90

.09 .10 1.20 1.50

2.00

1.05 1.10 1.20 1.S0 2.00

1.0? 1.10 .20 1.S0 2.00 1.05 1.10 1.20 1.50 2.00 1.0J 1.10 1.20 1.S0 2.00

1.74

3.314 6.€51

и.м

г+;о1о - з.Ш

12.065 23.736 36.023

13.541 20.050

го.эоэ

*3.+15

55.901

1в.727 26.230 Э<Г.113 94.202 72.761

30.470 39.357 50.963 72.129 93.509

36.268 6.399 5 . 39 83.607 108.575 *7.276 55.707 73.629 100.642 125.717

53.576 66.262

г.взо

113.056 144.023

.15374 .269*3 .44980 .74S61 .93759 .17221 .3273 .56635 .9400? 1.17 4б .7**30 .92415 1.06J16 1.21517 1.29322

,71691 .5579 1.0S266 1.Г7401 1.39297

.91937 1.07699 .95821 1.16726 1.05029 1.24572 1.11593 1.33554 1.14910 1.37979

.35550 .44626 .97336 ,77031 . 9544

.оо44г

.17279 .37139 .62515 .77534

.70513 .01296

.91441

1.02709 1.05756

,.44177 .97630 .7098* .66995 .95131

.65105 .77921 .67290 .97779 1.03311 1.025 97 1.07226 1.11295 1.15493 1.17576

1.01040 1.13273 1.25079 1.38443 1.45551 1.21654 1.27741 1.33139 1.3576! 1.41565

.82096 1.17319 .89544 1.26213 .964*1 1.34441 1.03952 1.43372 1.07657 1.4Т977

3.39596 2.70333 1.30805 .47797 .20697 4.93764 2.30956 1.09294 .40730 .17957

.73572 .49335 .31625 .15134 .07317 .90905 .61262 .39136 .1555 .05926

.34220 .24374 .16124 .07557 .03522

.47466 .ЭЭ5Э9 .22404 .10930 .05321

.20303 . 14773 .09813 .04500

.огзз9

.30389 .21933 .14645 .07199 .0351С

. 35550

.*4626

.97336

.77031

.69544 1.01224 1.04594 1.11935 1.24711 1.13473

I.12761 .

1.22*45 . 1.35201

1.63179 .

1.79357 1.

.83142

.97304 , 1.13974 . 1.43106 1. 1.60132 1.

1.09623

1.27743 ,

1.48377 .

1.73667 I.

1.92026 1.

.91103 1.08665 1.25597 . 1.960S1 1. 1.72464 1, 1.29803 1.46403 1.64257 1.56765 1, 1.99761 1,

S полосе пропускаиал bii=0,TдБ

1.09174 1.25556 1.44159 1.67758 1.81552

.8 4449 .89415 .92440 .9351 .93362

.20135 .37193 .60131 9Э925 14330 36274 5906О 87407 27215 31566

.40910 ,59720 52869 15174 39221

,48515 : ,70667 97154 ,34131 ,57463 ,60675 .79046 .99964 .27611 .44055

.66563 .87195 .10915 .42540 .61465

4.35116 2.13900 1.09329 .44053 .20035 2.44650 1.15666 .76155 .33007 .15421

2.20590 1.39681 .51942 .37150 ,17692

.04955 .29125 .92974 .51549 .97720

.50463 .99857 .94309 1.013 1.09176 1.02462 ,25293 1.0311Т

1.19321

.54139 1.04029 1.25721 1.63527

1.03621

.50342 .67551

.а74гв

1.12902

1.55664 1.27021

.51527 .41095 96669 .55252 . в91Я .75395 .26522 .9355 12694 1.06720

.01667 .13051 .69913 .32099 .15326

36725 .92320 .35595 .27927 .13471

26609 .89540 54607 .25956 .12563

.67613 .86562 I.09601 1.41679 1.61419

.76114 1.00194 1.29090 1.6S095 1.53636

.64760 .56007 1.11622 J .47272 1.692S6

.70502 92695 1.1771Э 1.90420 1.69715

.44746 . 6197S .56538 1.IS960 1.39223

.94466 .76733 1.03991 1.42905 1.(6661

1.12616 .74465 .46695 .21507 10419 2.01081 1.25473 75943 .36929 .17457

1.63195 1.06635 .65591

эоеоэ .146Т1

.95462 1.09627 1.21321 1.13777 1.44022

.94116 1.14956 1.39229 1.72037 1.91900

.76756 .93500 1.17011 1.45794 1.63110

54901 1.06140 1.07163 1.05093 1.05454

.74112 .59544 1.05141 1.23694 1.33557

.97842 1.15228 1.1SC29 1.65933 1.60519

64407

5761Э .36577 .17417

05371

6991-7 .45205 31293 .14962 1 07224 1

.63916 77019 .в96УТ 04130 .11542

.11421 1.05194 .20954 1.09096 29659 1.10032 .40459 1.10919 46425 1.11311

Злдмеиты на рис. А-6



Окончание табл. А-4

Злегченть! на рис. А-5

1.10 l.U l.SO

z.oo

1.05 1.10

1.50

г. 00

1.05 1.10 1.10 l.SO г. 00 1.05 1.10 1.10 l.iO 1.00

1.05 1.10 1.10 1.50

ii.*eo

16.10? 15.176 Э+.45* 11.311 15.941 11-193 34.179 4 .*el

14.135 30.471 30.757 53.873 69.360 19.133 36.660 46.571

4.661

3.121

40.916 49.816

61.4гг

81.586

.05507 .1151

.41450

.69200 .85199 .6 3708 .80933 .00319 .15675 .40677

.36191 .69691 .61611 .97667 .05594-.07456 .11.059 .37146 ..55425 .65661

.15113 37 71 .51544 .71340 .63903 .15177 .34041 .77733 1.U431 1.31367

.67360 .77511 .67005 .97694 1.03392 .60116 .94135 1.06633 1.25876 1.33450

3.18904 1.94791 1.11977 .48591 .11390 1.41039 1.40015 .796 34 .34162 .15960 .83449 .38817 .36710 .18814 .09151

1.00 104.Z66

1.05 46.717 I.10 56.856 1.10 70.096 1.50 94.266 1.00 119.034

1.05 57.736 1.10 69.167 1.10 84.089 1.50 111.301 1.00 139.176

1.05 64.036 l.;0 76.722 I.10 93.169 1.50 123.515 2.00 154.461

1 .3.673 1.46597 1.58346 1669 1.79131

1.954TI 2.01503 1.06867 2.11470 2.15175

1.52461 1.11270

.61136 1.17191

1.71564 1.2250;0

1.S1947 1.2811+

1 .67378 1.30964.

1.05507 1.22525 1.41490 1.69200 1.83199 1.11322 1.18107 1.26621 1.36961 1.46762

1.S3460

1.79652 2.09095 1.4-S161 2.73567

В полосе прапускания Ua=1fi5

1.81156 .86341 1.91040 .92662 1.99166 .96474 1.07662 1.04761 2.12Э19 1.07993

.61300 .91733 .57746 1.10900 .36164 1.31610 .16779 1.62329 .09175 1.80860

.41668 1.67631 .30705 1.9337Э .10446 2.21804 .10016 1.61371 .04884 2.8i446

1.00922 1.10092 1.18748 1.183Э7 1.33358 . 956V1 99976 1.03613 1.07895 1.09941

.47521 .34ai7 .ZS5SS .11791 .05807

.16171

1887 .125d5 .06173 .03011

.320+1 1.31260 .23621 1.51411 .16073 1.73787 .08056 2.01643 03972 2.19972

1.08540

1.гвг4г

1.52224 1.837 10 2.02800

1.94887 2.18048 2.43022 2.74601 2.92.671

1.1995 3

1.43001

1.49217

1.5 3115

1.53071

.26564

3.31681

.66328

.39921

1.96907

1.12109

.56347

1.16671

1.ЭЭ094

.79361

.51950

1.71889

.93561

.i44ee

1.91939

.51753

1.71496

.92166

1.60511

.75718

1.05819

1.01676

1.64682

1.03110

.63154

1.114вЛ

1.68498

1.45557

. 18655

I.1 9 1

1.724вг

1.72376

.13386

1.39719

1.74414-

. 34381

2.60171

1.13696

.46779

1.61192

1.21362

.48016

1.66753

1.35176

,59277

1.10699

1.41994

.64444

1.04656

1.9271+

.73011

.70551

1.62539

.87193

-48973

2.4+021

.90483

.333+9

1.07717

1.01630

.23538

2.73306

1.00567

.1603+

2.01924

.54692

1.64007

.70771

.86533

.91751

1.00315

1.71154

.75883

1.07170

.90030

1.11345

.61997

1.07811

1.75951

1.01386

.66997

1.12753

1.396S4

.39359

1.13904 1.79-f29

1.36932

.31469

1.41764

1.77189

.18511

1.26147

1.83033

1.5 6946

.15185

1.62643

1.99361

.06878

1.32073

1.84767

.46951

1.76694

1.12603

.35391

1.34214

1.40979

.63099

.99407

. 60062

1.21301

1.47339

. 3929

1.66917

1.71691

.7376+

.69961

.74985

.78464

1.80331

.65376

1.04499

2.06810

.84652

.45801

.94696

.37614

1.45079

.88531

.49076

2.33625

.97564-

.22103

1.06415

18116

2.79680

1.02 979

.23642

2.81748

1.0*686

. 10706

.66239

1.23499

.69671

.59634

1.51065

.77127

1.18327

.57462

.87139

.85395

.91029

.82679

.9B969

.9+303

1.42264

.4005

1.08551

.55798

1.18808

1.10906

.S1761

1.13757

1.68051

.25963

1.36690

.27096

1.55972

1.50976

.гаееб

1.39+19 1.0043

.12363

1.53360

.13227

1.78908

1.76138

.1380+

1.547Z9

1.18933

.05966

.47897 , .63779 .79580 .97957 ;.07916

.065+5 1.79994 .12735 I.83423 .18655 1.665 22 .15749 1.89717 .19688 1.91286

длереты пи рис. А-6



Таблица A-S

Значения элементов для лестничных эллиптических НЧ прототипов без потерь, нагружённых с двух Сторон (случай Ь)*

длЕменты на рис. А-5

1.05

1.20 1.50

4.4в5 8.308 14.387

гб.эго

.697

1.05 1.10

1.50

J.OS 1.10

1.50

го.307 г7.евэ

37.627 55.9 6 74.548

37.529 47.666 60.9 9 85.136

.15780 .18093. 4.73622 1.207*3 .ег637

.33411 .зз4эа 2.гвзз5 i.zeeel .в4вг7

.53773 .55478 1.12558 1.36480 .65261

Л9Э6г .66310 .43623 1.53672 .84068

.95051 1.0В631 .19517 1.69684- .63004

.57153 .65752 1.013Ф6. .92972 .32584 2.72744 1.03524

.70763 .01703 .57952 1.1048* .51890 1.546*0 1.1Ч779

.84г44 .<>е082 .*31il 1.32791 .75659 .08144 1.37708

.99836 1.1786/ .20248 1.64500 1.06849 .33623 1.61158

1.08280 1.23970 .09590 1.84134 1.29301 .18123 1.75160

В л плесе пропуcKamfi Ла=0,7дВ Ri=0, 7д781 Ом

.66609 .88523 .87992 .67198 .86710

Z.00 109.915

1.05 54.606

1.10 67.307

1.20 63.687

1.50 114.123

2.00 145.095

.79699 .929-35

.89538 3.0*944

-98606 1.S.6504

1.08612 1.29596

1.13830 1.3653

.92833 1.0S111 .99839 1.16097 1.062 37 г.гб*?.-) 1.13092 1.35538 1.16590 1.40227

.52853 1.02243 .42917 2.09064 .76906

.37264 1.22051 .61676 1.3146* 1.01703

.2,409 1.44506 .84S57 .7S98S 1.29323

.1176a 1.74572 1.17448 .36725 1.67664 1,24564

.05694 l.S25S3 1.37705 .17531 1.912*9 1.400S0

.59418 1.34317 1.24821 .77697 .89307 1.38901 .98124 .56277 1.53664 .26411 1.72539 .12672 1.83237

.89367 .89115 .68795 .88347

.88075

.33387 1.21271 .56502 1.44313 .74643 .46770 1 .9264 2 .91319 .e04i}3

.23833 1.39449 .76963 .97CS4 .99183 .65631 1.24697 1.14180 .97201

.15755 1.59212 .98322 .61709 1.28607 .88676 .77257 1.40608 1.1*191

.07660 1.64357 1.26943 .29213 1.69639 1.2l247 .35973 1.76038 1.34633

.03721 1.98983 1.44131 .14083 1.9-15670 1.1617 .17269 1.97377 1.46362

.84618 1.41635 .59039 1.53570 .36429 1.65727 .1в4?5 1.60184 .08940 1.88151

.89491 .69383 .89178 .88693 .86719

Элементы на рис. А-6



Окончание табл. A-S

ЭлЕМЕнты на рис. А-5

1.05 1.10 1.Z0 1.50

1.05 1.10

1.50

1.05 1.10

1.50

13.г4з 1в.14о

24.700 36.771 49.156

30.730

зв.з4г 4в.ге5

66.425 es.Doe

47.967 56.146 71.4ов 95.597

г. 00 120.374-

1.0S 65.067 1.10 Т7.767 1.Z0 94.346 1.50 12-4.563 г.ОС 155.554

.95111 .26779 3.20104 1.90749

1.16219 .J995B 1.91077 2.05228

1.4013S ,560бв 1.11374 2.23453

1.71483 .76307 .49201 2.49366

1.90046 .91620 .23091 2.65*59

.80699 .80907 .80633 .79924-.7Э44Х

S ПОЛОСЕ пропускания M=TfiS

1.40432 1.56906

1.73631 .60659 1.934 1 .94611 2.04359 1.02402

.58067 1.14761 1.37586 ,691*9 .60335 1.66632 .5242-4 2.01190 .25229 2.47740 .12205 2.75684

.31637 2.79144 1.79663 .45609 1.75937 1.99786 .62218 1.07165 2.22616 .85305 .45283 2.53990 .99547 .23540 2.72966

.82259 .82076

.61822 .61461 .81243

1.67197 .76069 1.79301 .8*446 1.90884 .92565 2.03647 1.01616 2.10671 1.06721

1.8S096 .66996 1.92046 .93266 2.00313 .99155 2.09263 1.05564 2.13ВСЭ l.Oeeeo

.64615 1.55530 .46309 1.63957 .30716 2.16030

.14980 2.56395 .

.07286 2.83733 1.02492 .23554 2.76753 1.05416 .16833 2.61453

.34969 2.56605 1.17579 .46544 1.67598 1.51273 .65000 10*547 1.91110 .86106 .46955 2.45566

.46610 1.64181 2.03669 .61510 1.12607 2.21630 .75902 .72733 2.4l 39 .94522 .3*805 2.666*6

.82473 .62355 .82209 .62006 .8188}

.41673 1.61629 . 5061 1.67358 1.10022 .35991 2.50341 1.35196 . 3152 1.0652* 2.?*376 .82561

.30171 2.07*5* .56273 1.28236 1.4S1S6 .*955 1.651*7 1. 7в*7 .7*58* .769*2 2.*0166 .62*8*

.20092 2.35262 .73516 .62529 1.66993 . 6055 1.0371* 2.05233 .66S49 .50703 2.56*60 .82390

.09635 2.70617 .93910 .39*89 2.4*690 .69307 .46639 2.55069 1.01109 .2*638 2.76130 .82281

.0*792 2.91150 1.061*5 .19123 2.80119 1.0362* .23556 2.85037 1.092*9 .11976 2.87092 .82181

С' с.

олвМЕнты на рис. А-б



< ПРИЛОЖЕНИЕ В

Свойства операционных усилителей

в этом приложении представим краткий обзор свойств операционных усилителей. Отличительной особенностью операционного усилителя является то, что он является управляемым источником, в котором такой параметр, как коэффициент усиления в прямом направлении, имеет очень большое значение. Существуют два типа операционных усилителей, которые могут использоваться в настоящее время. К ним относятся ИНУН и ИНУТ. Обозначения этих операционных усилителей показаны на рис. Б-1,а (усилитель типа



а) Bj

Рис. Б-/. Схематическое изображение операционных усилителей: й -ИНУН; б -ИНУТ

ИНУН) и Б-1,6 (усилитель типа ИНУТ). Выходные напряжения усилителей типа ИНУН и ИНУТ приведены ииже:

Vo (S) = Ad [V is) - V (s)] -t- Ac Wi (s) -f Vz (s)]/2;l (1)

Vo (s) = Rd [/i {s) - h (s)3 + Rc [h (s) + h (s)]/2. (2)

Параметры Ai и Rd называются коэффициентами усиления дифференциального сигнала, тогда как Ас и Rc называются коэффициентами усиления синфазного сигнала. На основе этих параметров определяются коэффициенты ослабления синфазного сигнала (КОСС), которые для усилителей типа ИНУН и ИНУТ соответственно равны:

KOCC = dMc; KOCQ = RdlRc- (3), (4)

В идеальном случае выходное сопротивление О'боих типов усилителей должно быть равно нулю. Входное сопротивление усилителя типа ИНУН должно быть беокои№но велико, тогда как входное сопротивление усилителя типа ИНУТ должно быть раено нулю. Если коэффициент усиления усилителя в прямом направлении достаточно велик, то его можно считать бесконечно большим; в этом Случае можно использовать понятие нулевого входа для анализа схем, содержащих такие усилители. Нулевой вход - это просто пара зажимов, на которых равны нулю одновременно напряжение и ток. Можно показать, что пара входных зажимов операционных усилителей типа ИНУН реализует нулевой вход, как только коэффициент усиления дифференциального сигнала стремится к бесконечности. Как пример, на рис. Б-2,о показана схема неинвертирующего усилителя напряжения с конечным усилением. Переменные Vi(s) и Ii{s) определяют нулевой вход. Полатая, что характеристики усилителя идеальные, находим,

r.(s)/Ke{s) = l + /?2/Ri. (5)



Аналогично, на рис. Б-2,6 показана схема инвертирующего усплптеля напряжения. Здесь Vi{s) и Ii(s) также определяют нулевой вход. Для этой схемы

Vo{s)/Vs(s)=~R2/Ri- (6)

Моделирование операционных усилителей достаточно сложно тогда, когда коэффициент усиления в прямом направлении, или коэффициент усиления дифференциального сигнала, недостаточно велик, чтобы можно было использовать


& 1


±\+. I

+ Vo

Рис. Б-2. Схема усилителя напряжения с конечным коэффициентом усиления: а - неинвертирующего; б - инвертирующего

понятие нулевого вхо-да. В этом случае общая модель неинвертирующей схемы показана на рис. Б-3,а, где усиление операционного усилителя в прямом направлении определяется соотношением

Vo[s)=AdVi(s). (7)

Полное усиление по напряжению

А (S) = Vo (s)/Vs (s) =Aa/ll+Ad ZJ(Zj, + Z)]. (8)

Входное и выходное полные сопротивления схемы остаются соответственно бесконечно большим и нулевым. Аналогично, общая модель инвертирующей схемы показана на рис. Б-3,6 при этом полное усиление по напряжению

Vois) i-AdZKZi + Z)

Ais) =

Vs{s) l+AdZiKZ + Z)



Рис. Б-3. Эквивалентные схемы усилителя с Конечным коэффициентом усиления:

о - неинвертирующего; б-.инвертирующего



\ Для этой Схемы выходное полное сопротивление равно нулю, но входное полное сопротивление не является бесконечно большим. Оно равно

Vs(s) Z,

2вх (s) =

(10)

Is(s) l+Z/(Z + Zz + AaZz) Это конечное входное полное сопротивление инвертирующей схемы приводит к трудностям при реализации ?С-фяльтров на инвертирующих усилителях с конечным усилением и является одной из причин того, почему такие фильтры, не наш.чн широкого применения.

Таки же сложности возникают, когда моделируется операциоиный усилитель с учетом входных и выходных полных сопротивлений. Схема для случая неинвертирующего усилителя с конечным усилением показана на рис. Б-4,0. Для нее входное и выходное полные сопротивления имеют вид

2bx(s) =

Vs(s) Ri (Zi + Zz + Ro) + Zi jRo + Zg) + Ag R{ Zj

ls(s)

:(s) =

Zi + Zz + Ro RolRAZi + Z2)+Zi Zs]

Vo (s)

/о (s) Ri (Zi + Zn + Ro) + Zi (Ro + Zs) + Aa Ri Z

(Ila)

(116)

1+

Rue. Б-4. Эквивалентные схемы усилителя с конечным коэффициентом усиления:

а - неинвертирующего; б - инвертирующего

Соответствующая схема для инвертирующего усилителя приведена на рис. Б-46. Для нее

Zbx is) = Vs {s)/IJ(s) = Zi-Ь {Ro Ri + Zz Ri)l(Zz +Ro + Ri + AaRt); (12a); 2вых (s) = Vo (s) o (s) = Ro (Zi Zz + Ri Rl + Rt Zz)/[Rt (Z -f Z + o) +

+ Zi(Ro+Zz)+AdRiZ,]. (126>

Усиление no напряжению для неинвертпрующей схемы

Vo{s)

Vs(s)

/ (s)=0

RoZi + AgRtJZ + Zz)

Ri (Zi + Zz+ Ro) + Zi {Ro + Zz) + Aa Zj Rt

(13)

Для инвертирующей схемы соответственно имеем yo{s)

, RoRt-AjiRtZz

/ (s)=o J?, (Zj -f + Z,) -t- Zi (Z, 4- Ro) -b Aa Ri Zj

(14)

Vs(s)

Как пример использования приведенных соотношений, рассмотрим следующие параметры операционного усилителя: Ri - W Ом, R=\ Ом и Лв =



= 105. Если полные сопротивления в цепи обратной связи на рис. Б-4 Zi = = 1 кОм и Z2=10 кОы, то для неинвертирующей схемы из (11) находим: Zbx= = 9,010-10 Ом и 2вых-0,011 Ом. Аналогично для инвертирующей схемы из (12) получаем Zbx=1000,1 Ом и 2вых=0,011 Ом. Следует заметить, что значения величин, полученные в предыдущем примере, труднодостижимы на практике (за исключением Zbx в инвертирующей реализации). Одна из /причин этого состоит в том, что максимальное входное полное сопротивление операционного усилителя, использованного в режиме усиления единствшнЬго сигнала, не может превысить полного сопротивления усилителя в режиме синфазного сигнала Ricm. Это полное сопротивление моделируется так, как показано на рис. Б-5. Ricm обычно определяется сопротивлением база-коллектор транзистора, работающего в режиме нормального усиления. Обычно его значение лежит в диапазоне 10 ... 100 МОм в зависимости от смещения в обратном направлении и тока коллектора. Следовательно, максимальное значение Zbx составляет 100 МОм или меньше. Аналогично, выходное полное сопротивление ограничивается на уровне 1 Ом благодаря контактному сопротивлению и сопротивлению проводников, используемых в операционных усилителях.

Схемы, в которых используются операционные усилители типа ИНУТ, можно анализировать точно так же, как это было показано для усилителей типа ИНУН. Модель операционного усилителя типа ИНУТ, построенная для случая неидальных полных сопротивлений, .показана на рис. Б-6. В идеальном случае Ri я Ro равны -нулю. Из рисунка видно, что входные полные сопротивления в режиме синфазного сигнала бессмысленно вводить для операционного усилителя типа ИНУТ.

Неидеальныа операционный 1/силигпеУ1ь


идеальный в а ионный усилитель

Rddrh) Yo

Рис. Б-5. Модель операционного усилителя с выделенным полным сопротивлением в режиме синфазного сигнала

Рис. Б-6. Эквивалентная схема операционального усилителя типа ИНУТ

В большинстве твердотельных операционных усилителей используются прямые связи (связи по постоянному току) между каскадами. При таких связях возникает возможность отклонения режимов по .постоянному току от номинальных. Существуют два источника таких ошибок, а именно: токи смещения и остаточные напряжения смещения. Токи смещения можно моделировать введением в схему двух источников тока /сш и /смг, как показано на рис. Б-7. Спжшгаьши линиями на этом рисунке обозначен операционный усилитель, у которого отсутствуют ошибки вмещения по постояииому току, пунктирными



линями - операционный усилитель, который содержит источники таких оши-бокДЭти источники характеризуют токи смещения, требуемые для надлежащей работы операционного усилителя. Их величина очень мала, обычно по-рядка\ 100 нА. Для операционных усилителей, которые проектируются с использованием полевых транзисторов на входе, токи смещения даже меньше


Операциоиный Vg усилитель без источников ошибок по постоянному току

Рис. Б-7. Модель операционного усилителя с выделенными источниками токов смещения и напряжения смещения

указа1нных, обычно имеют величину порядка 10 нА. Разность между /см1 и /см2 называется разностью входных токов:

Р=СМ1-CMsi- (15)

Разность входных токов обычно составляет 5 ... 10% тока смещения. Она возникает в результате различия коэффициентов передачи тока в плечах входного дифференциального каскада операционного усилителя.

Второй источник ошибки смещения по постоянному току в операционном усилителе - напряжение смещения. Когда операционный усилитель работает без дифференциального входа, на его выходе появляется напряжение, даже если входное напряжение равно нулю. Этот эффект моделируется включением! в Схему на рис. Б-7 источника напряжения смещения Vp. Напряжение смещения О'бусловлено любыми изменениями крутизны характеристик входных каскадов операционного .усилителя. Обычно оно равно 1 ... 5 мВ. Объединяя ошибки смещения по постоянному току обоих типов, получаем

Vo (s) = -(R/Ri) Vs (s) ± (1 -f- RIRi) Vv 4-

+ 0-bR2/Ri)R3lBi - R2fo2- (16>

Так как, в общем случае, полярности напряжений Vj, и токов fp непредсказуемы, выражение (16) должно рассчитываться на наихудший случай. Ошибки по постоянному току можно свести до минимума, если сопротивлеии между инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя! и землей будут равиы. Так как в активных фиьзтрах операционный уоили-



1 ... 33 34 35 36 37 38

© 2000-2024. Поддержка сайта: +7 495 7950139 добавочный 133270.
Заимствование текстов разрешено при условии цитирования.